不同染色工艺下的混纺宝拉绒纱线及织物性能差异

江 妮 俞 灏 张佩华 陆 建

1. 东华大学 纺织学院(中国) 2. 上海日舒科技纺织有限公司(中国)

腈纶又被称为“人造羊毛”，具有柔软、保暖等较好的服用性能，作为羊毛纤维的平价替代品，是冬季保暖服装的首选材料[1]。近年来，为了满足各细分市场的需求，差别化腈纶层出不穷。

宝拉绒(polarno)纤维是日本东洋纺公司研发的新型改性腈纶，是一种通过同时聚合膨体与固体两种组分的腈纶而产生的复合腈纶。宝拉绒纤维具有天然的三维卷曲，纤维外观类似弹簧结构。由于双组分结构的空间卷曲特性，其蓬松度优于普通腈纶和羊毛纤维，手感也较柔软。

横机针织产品通常选用毛纺生产工艺制备腈纶纱线，一般采用绞纱染色和色纺染色两种染色工艺[2]。通过对混纺宝拉绒纱线进行染色处理后发现，采用不同的染色工艺，可得到两种不同手感的织物。为了更好地发挥宝拉绒纤维的优势，生产出成品形态稳定性佳、面料柔软同时兼具保暖性的织物，本文以宝拉绒/羊毛(40/60)混纺纱线作为研究对象，通过比较绞纱染色工艺和色纺染色工艺下纱线及织物的性能，为进一步开发宝拉绒纤维针织产品提供依据。

1 试验

1.1 试样

选取宝拉绒/羊毛(40/60)混纺纱线，线密度为41.67 tex双股，分别通过绞纱染色工艺和色纺染色工艺获得色纱。绞纱染色工艺和色纺染色工艺的配方及染色工艺曲线相同，染色工艺配方如表1所示，染色工艺曲线如图1所示。

表1 染色工艺配方

分别采用上述染色纱线，在飞虎牌FTHK7G×36型、8机号手摇横机上编织1+1满针罗纹织物，下机后静置48 h测试织物密度、面密度和厚度，测试结果如表2所示。

图1 绞纱染色工艺曲线

表2 织物基本规格参数

1.2 测试方法与指标

1.2.1 纱线

——细度。参照GB/T 4743—2009《纺织品 卷装纱 绞纱法线密度的测定》，采用YG086型缕纱测长机测试纱线的实际线密度，按(0.5±0.1)cN/tex确定预加张力，两种纱线各测试3次，每次取100 m，试验结果取平均值。

——回潮率。参照GB/T 6503—2008《化学纤维 回潮率试验方法》，采用Y802N型八篮恒温烘箱，测试纱线的回潮率。两种纱线各取3个试样，试验前用真空烘箱对纱线进行预调湿，烘燥温度为(45±2)℃，烘燥时间为0.5 h，再将纱线放置在标准大气压下进行调湿平衡24 h。试验温度为(110±2)℃，烘燥2 h后，每隔10 min称重一次，直至恒重，试验结果取平均值。

——力学性能。参照GB/T 3916—2013《纺织品 卷装纱 单根纱线断裂强力和断裂伸长率的测定》，采用YG061F型电子单纱强力仪测试纱线的断裂强力、断裂强度、断裂伸长率及初始模量。拉伸隔距为500 mm，拉伸速度为500 mm/min，按(0.5±0.1)cN/tex确定预加张力，每种试样各测试100次，取平均值。

——毛羽。参照FZ/T 01086—2020《纺织品 纱线毛羽测定方法投影计数法》，采用YG172A型纱线毛羽测定仪测试纱线表面毛羽数量，毛羽长度设定为3 mm，纱线片段长10 m，测试速度为30 m/min。绞染纱线和色纺纱线各取2个卷装，每个卷装各测试10次，取平均值。

——动摩擦因数。参照JISL 1095—1979《纱线摩擦因数的测定》，采用LFY-110型纱线动态摩擦因数测定仪测试纱线的动态摩擦系数，绞染纱线和色纺纱线各取2个卷装，每个卷装各测5次，取平均值。

1.2.2 织物

——耐皂洗色牢度。参照GB/T 3921—2008《纺织品 色牢度试验 耐皂洗色牢度》，采用SW-8A型耐洗色牢度试验机测试织物的耐水洗色牢度。采用单纤维贴衬方法，第一块为棉单纤维贴衬，第二块为羊毛单纤维贴衬。每种织物各制备3块，试验温度为40 ℃，时间为30 min，每个搅拌容器中放入8颗钢珠。试验结束后自然晾干，采用视觉评定法和Datacolor 850型测色配色仪测定织物的K/S值，试验结果取平均值。

——耐摩擦色牢度。参照GB/T 3920—2008《纺织品 色牢度试验 耐摩擦色牢度》，采用Y571N型染色摩擦牢度机测试织物的耐干摩擦色牢度。采用单纤维贴衬方法，第一块为棉单纤维贴衬，第二块为羊毛单纤维贴衬。每种织物各制备3块，将棉摩擦布固定在摩擦头上，每次试验摩擦10个循环，摩擦头向下压力为(9±2)N。试验结束后采用视觉评定法和Datacolor 850型测色配色仪测定织物的K/S值，试验结果取平均值。

——耐汗渍色牢度。参照GB/T 3922—2013《纺织品 色牢度试验 耐汗渍色牢度》，采用Y902-II型汗渍色牢度烘箱耐汗渍色牢度烘箱测试织物的耐汗渍色牢度性能。采用单纤维贴衬方法，第一块为棉单纤维贴衬，第二块为羊毛单纤维贴衬。每种织物各制备6块，平分放入酸液和碱液中浸泡30 min后放入恒温箱内，温度为(37±2)℃，保持4 h。试验结束后自然晾干，采用视觉评定法和Datacolor 850型测色配色仪测定织物的K/S值，试验结果取平均值。

——热学性能。参照GB/T 11048—2008《纺织品 生理舒适性稳态条件下热阻和湿阻的测定》，采用YG606G型热阻湿阻测试仪测试织物的热阻。织物试样尺寸为35 cm×35 cm，每个试样测试3次，取平均值。

——硬挺度：参照GB/T 18318—2001《纺织品 织物弯曲长度的测定》，采用LLY-01型电子织物硬挺仪测试织物的硬挺度。试样尺寸为(25±1)mm×(250±1)mm，每种织物横向和纵向上各裁剪6块试样，试验结果取平均值。

——悬垂性。参照GB/T 23329—2009《纺织品 织物悬垂性的测定》，采用DRP-200型织物悬垂仪测试织物的静态悬垂性。夹持盘直径为12 cm，两种织物各随机裁剪3块圆形试样，试样直径为24 cm，结果取平均值。

——透气性。参照GB/T 5453—1997《纺织品 织物透气性的测定》，采用YG461E型全自动透气性测定仪测试织物的透气性能。试样尺寸为20 cm2，试验压差为100 Pa，对于同一试样，取不同部位，共测试20次，结果取平均值。

——抗静电性能：参照GB/T 12703—2010《纺织品 静电性能的评定》，采用H0110/V2型抗静电衰减测试仪测试织物抗静电性能。衰减电压是指对织物加压30 s后高压断开瞬间织物的静电电压，半衰期是指静电压衰减至原始值一半时所需的时间。试验前在温度为20 ℃，湿度为70%的大气环境下调湿24 h。两种织物各制备3块尺寸为4.5 cm×4.5 cm的试样，每块试样各测试2次，结果取平均值。

——起毛起球。参照GB/T 4802.3—2008《纺织品 织物起毛起球性能的测定 第3部分：起球箱法》，采用YG511-6型箱式起球仪测试织物抗起毛起球性能。每种织物横纵方向各缝合4支试验试样管，设置试验翻动参数设置为7 200转，根据织物表面起球状况，对照评价表进行视觉评定，结果取平均值。

2 结果与讨论

2.1 纱线性能

绞染纱线和色纺纱线的实际线密度、吸湿性能、力学性能和表面性能等测试结果如表3所示。

表3 纱线各项性能指标

——实际线密度。由表3可知，绞染纱线和色纺纱线的实际线密度相差0.05 tex，可认为两种纱线实际线密度基本一致，且与名义线密度41.67 tex接近。

——吸湿性能。绞染纱线的回潮率相比色纺纱线提高9.57%。这是因为色纺纱线是对纤维进行染色，再将纤维混纺成纱线的，染色后的纤维与纤维之间紧密结合，水汽难以在纤维表面停留或吸附，只有少量裸露在外的纤维极性基团能够吸附水汽，而绞染纱线是对纺好的纱线进行染色，除了裸露的纤维极性基团能够吸附水汽，纱线表面附着的阳离子染料也能够吸附一部分水汽。

——力学性能。绞染纱线的断裂强力比色纺纱线高20.24%，这是因为绞染纱线毛羽少，纤维之间抱合力强。绞染纱线的断裂强度和断裂伸长率也大于色纺纱线，初始模量小于色纺纱线。绞染纱线柔软而强韧，手感较好[3]，使用过程中不易断裂，具有良好的服用性能。

——表面性能。纱线表面长度大于等于3 mm的毛羽通常被称为有害毛羽[4]，色纺纱线表面有害毛羽数量较多，相对运动时，摩擦阻力较大，在织造时不宜采用过大的纱线张力，以免产生断头。

2.2 织物性能

绞染织物和色纺织物的色牢度、热学性能、硬挺度、悬垂性、抗静电性能和抗起毛起球性能测试结果如表4所示。

表4 织物各项性能指标

——色牢度。视觉评价上，腈纶织物染色后的色牢度较好。两种织物经耐皂洗、耐摩擦、耐汗渍色牢度测试后，变色等级均为4级及以上，颜色基本不发生变化，沾色等级也是4级及以上。其中绞染织物的耐皂洗色牢度和耐汗渍色牢度优于色纺织物，色纺织物的耐摩擦色牢度优于绞染织物。由于视觉评定存在主观性，故再通过测试K/S值补充试验结果[5-6]。绞染织物经色牢度试验后，K/S值变化率较小，说明绞染织物的掉色程度小于色纺织物。

——热学性能。影响织物导热性能的结构参数主要有织物组织结构、织物厚度、织物含湿量及织物内孔隙率等[7]。由于色纺织物的面密度与横密略大于绞染织物，织物内部孔隙小，使得色纺织物具有较好的保暖性能。另外，色纺纱线的毛羽较多，阻挡了空气在人体与服装形成的微气候之间的流动[8]，单位时间内通过织物的空气流量较小，导致色纺织物的透气率比绞染织物小18.85%，保暖作用更好，色纺织物的保暖性能相比绞染织物提高32.66%。

——硬挺度。绞染纱线初始模量比色纺纱线低6.88%，制得的绞染织物抗弯刚度比色纺织物小，说明绞染织物挺括性较差，成衣手感更加柔软，而色纺织物较为硬挺。

——悬垂性。绞染织物的静态悬垂系数比色纺织物小1.76%，因此绞染织物的外观曲面更好，成衣贴身性能优于色纺织物。

——抗静电性能。色纺织物的半衰期短，说明电荷散逸得快，抗静电性能好[9]。根据半衰期评定表，小于等于5 s表明两种织物的抗静电性能均较好。

——抗起毛球性能。经视觉评定，摩擦试验后两种织物表面以起毛为主，形成的毛球极小，因为宝拉绒和羊毛均为短纤维，起毛后易脱落难以形成毛球。且两种织物的纵向比横向更容易起毛，因为沿着纱线轴向摩擦，纤维在这个方向上更容易从织物中抽出产生毛茸，纠缠成团。绞染纱线表面长毛羽较少，纱线摩擦因数小[10]，不利于织物表面起毛茸及球粒的生长和保持。总体上绞染织物的抗起毛起球性能较好。

3 结论

本文以宝拉绒/羊毛混纺纱线和织物为研究对象，分别对绞纱染色和色纺染色制备的宝拉绒/羊毛(40/60)混纺纱线进行纱线及横机织物性能对比。试验结果如下所述。

——绞染纱线回潮率比色纺纱线高9.57%，吸湿性能好；表面毛羽数量少于色纺纱线，动态摩擦因数小，织造时不易产生断头；断裂强度大，断裂伸长率高，初始模量低，纱线柔软而强韧。

——绞染织物和色纺织物的变色等级均大于4级，但绞染织物的褪色程度小于色纺织物，其色牢度较好；绞染织物透气率比色纺织物高18.85%，热阻比色纺织物小32.66%，导热系数大，保暖性能不如色纺织物；绞染织物抗弯刚度比色纺织物小9.98%，静态悬垂系数比色纺织物小1.76%；两种织物的抗起毛起球等级均为3级及以上；半衰期均小于5 s，具有良好的抗静电性能。

综合纱线和织物的性能分析，可认为绞染纱线的服用性能较好，适用于制备冬季柔软的毛衣。